Research on Animal Production

fa کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در واحدهای پرورش گاو شیری از طریق مدیریت جیره با تاکید بر رویکرد ارزیابی چرخه حیات Reducing Greenhouse Gas Emissions in Dairy Cow Breeding Units through Ration Management with Emphasis on the Life Cycle Assessment Approach مدیریت دامپروری و تولید مدیریت دامپروری و تولید پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: گرمایش زمین و نقش گازهای گلخانه‌ای در ایجاد آن، یکی از موضوعات مهم مورد بررسی در بسیاری از مطالعات داخلی و خارجی می‌باشد. از جمله عوامل ایجاد کننده‌ این گازها، فعالیت&lrm; های دامپروری است. لذا به&lrm; منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه&lrm; ای بایستی اقدامات لازم در واحدهای دامی صورت گیرد. در این راستا، در مطالعه حاضر به تعیین جیره بهینه گاوهای شیری با تأکید بر کاهش انتشار گازهای گلخانه&lrm; ای در قالب ارزیابی چرخه حیات پرداخته شده است. برای این امر ابتدا جیره بهینه با هدف اقتصادی کاهش هزینه‌ها تعیین شد و سپس جیره با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در سناریوهای مختلف افزایش هزینه (5 تا 25 درصد) نسبت به حالت بهینه اقتصادی تعیین شد. در این پژوهش، به &lrm;منظور تعیین جیره‌ بهینه، گاوهای شیری نژاد هلشتاین با وزن 600 کیلوگرم و تولید متوسط 30 کیلوگرم شیر در روز در یکی از واحدهای بزرگ پرورش گاوهای شیری در استان مازندران در نظر گرفته شد. در مطالعه حاضر، پس از محاسبه میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از جیره دام در قالب چرخه حیات، به بررسی اثر عدم سوزاندن بقایای گیاهی و نیز بررسی اثر کاهش مصرف کودهای شیمیایی بر میزان انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای در واحدهای پرورش گاوهای شیری پرداخته شد. مواد و روش ها: داده&lrm; های مورد نیاز از واحد پرورش گاوهای شیری نمونه، جهاد کشاورزی استان مازندران، سایت فائو، کتاب NRC و برخی منابع اطلاعاتی دیگر جمع&lrm; آوری شد. مدل مورد استفاده مشتمل بر مدل حداقل &lrm;سازی جیره و مدل حداقل&lrm; سازی انتشار گازهای گلخانه&lrm; ای در قالب ارزیابی چرخه حیات بوده است. برای محاسبه نتایج، نرم &lrm;افزار GAMS مورد استفاده قرار گرفت. یافته&lrm; ها: نتایج حاکی از آن است که به &lrm;منظور کمینه‌سازی هزینه تأمین جیره، تفاله‌ چغندرقند با مقدار 15/83 کیلوگرم در روز، جایگزین موادی مانند سیلاژ ذرت می‌شود و بعد از آن سبوس گندم، کاه گندم و جو به &lrm;ترتیب با مقادیر 7/91، 7/91 و 7/72 کیلوگرم در روز، بیشترین سهم را از آن خود می‌کنند. در مقابل لازم است مصرف ذرت، پودر ماهی و کنجاله سویا در جیره محدود شوند. میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای در این حالت حدود 41/19 کیلوگرم معادل CO2 می‌باشد. همچنین هزینه کل معادل 396480 ریال است که نسبت به حالت پایه حدود 26 درصد کاهش یافته است. نتایج تعیین جیره بهینه با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه&lrm; ای نیز حاکی از آن است که در سناریوی افزایش 5 درصدی هزینه&lrm; های جیره به&lrm; دست آمده در روش قبلی، تفاله چغندرقند، سیلاژ ذرت، سبوس گندم و کاه گندم به&lrm; ترتیب با مقادیر 15/67، 9/17، 7/84 و 7/84 کیلوگرم در روز بیشترین سهم را دارا می‌شوند. در این شرایط با افزایش 5 درصدی هزینه&lrm; های جیره، انتشار گازهای گلخانه‌ای به&lrm; میزان بیشتری (حدود 7/7 درصد) کاهش می‌یابد. اگر هزینه کل جیره تا 25 درصد افزایش داده شود میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای 25/68 درصد کاهش می‌یابد. در این حالت بیشترین سهم جیره از آن تفاله چغندرقند، سیلاژ ذرت و سبوس گندم به&lrm; ترتیب با مقادیر 15/66، 15/71 و 6/37 کیلوگرم در روز خواهد شد. در مجموع برمبنای نتایج، با کاهش انتشار گازهای گلخانه&lrm; ای در سناریوهای مختلف هزینه، موادی مانند سیلاژ ذرت، تفاله چغندرقند و سبوس گندم سهم بالاتری نسبت به سایر مواد دارند. کنجاله سویا و ذرت نیز از موادی بوده که برای کاهش بیشتر گازهای گلخانه&lrm; ای در جیره کاهش می&lrm; یابند. همچنین براساس نتایج به&lrm; دست آمده در تمامی سناریوهای افزایش هزینه، متان حاصل از تخمیر شکمبه ای، انرژی مصرفی، مدیریت کود دامی و سپس مدیریت خاک به&lrm; ترتیب بیشترین سهم را در انتشار گازهای گلخانه‌ای از آن خود کرده‌اند. بررسی سایر سناریوهای این تحقیق نیز حاکی آن است که عدم سوزاندن بقایای گیاهی که اکنون به&lrm; عنوان یک سیاست دولتی مورد تصویب قرار گرفته است، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از مدیریت خاک و در نتیجه میزان کل انتشار گازهای گلخانه‌ای را 0/61 درصد کاهش می‌دهد. نتیجه&lrm; گیری: برمبنای نتایج این تحقیق، با متقبل شدن هزینه &lrm;های بیشتر، میزان معادل  CO2انتشار یافته به&lrm; ازای هر کیلوگرم شیر نیز کاهش می&lrm;یابد به &lrm;طوری&lrm;که در سناریوهای افزایش 5 و 25 درصدی هزینه&lrm; ها، میزان انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای به&lrm; ترتیب حدود 1/21 و 1/003 کیلوگرم معادل  CO2به&lrm; ازای هر کیلوگرم شیر، به &lrm;دست آمده است. نتایج این تحقیق بیانگر آن بوده است که به&lrm; منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه&lrm; ای در سناریوهای مختلف هزینه، بهتر است موادی مانند تفاله چغندرقند، سیلاژ ذرت و سبوس گندم سهم بالاتری نسبت به سایر مواد داشته باشند. افزایش سهم این مواد در راستای کاهش انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای بوده که به&lrm; نظر می&lrm; رسد با تشویق به مصرف این مواد بتوان گامی مؤثر در کاهش آلودگی&lrm; ها برداشت. نتایج مبادله بین هزینه جیره و میزان انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای در تمامی سناریوهای مورد بررسی حاکی از آن است که درصد کاهش انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای از درصد افزایش هزینه&lrm; های جیره بیشتر بوده است. در مجموع می&lrm;توان گفت استفاده از مدل&lrm; های متعارف تعیین جیره که مبتنی بر کمینه‌سازی هزینه جیره هستند و عدم توجه به کاهش تبعات زیست&lrm; محیطی نظیر انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای، منجر به انتخاب جیره&lrm;ای نامناسب از بعد زیست&lrm; محیطی می&lrm; شود. با توجه به نتایج تحقیق، می&lrm;توان با اقدامات مناسبی از قبیل یارانه به مصرف موادی که انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای کمتری را داشته و همچنین اخذ جریمه برای مصرف مواد افزون&lrm; کننده انتشار گازهای گلخانه &lrm;ای و جریمه بر سوزاندن بقایای گیاهی، در راستای بهبود وضعیت محیط زیستی قدم برداشت.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Global warming and the role of greenhouse gases in its creation are among the important topics investigated in many domestic and foreign studies. Livestock activities are among the factors that cause these gases. Therefore, to reduce the emission of greenhouse gases, necessary measures should be taken in livestock units. In this regard, in the present study, the optimal ration of dairy cows was determined with an emphasis on reducing greenhouse gas emissions in the form of a life cycle assessment. For this, the optimal ration was first determined with the economic goal of reducing costs, and then the ration was determined aiming at reducing greenhouse gas emissions in different scenarios of cost increase (5-25%) compared to the optimal economic state. To determine the optimal ration in this research, Holstein dairy cows with a weight of 600 kg and an average production of 30 kg of milk per day were considered in one of the large dairy cattle breeding units in Mazandaran province. In the present study, the amount of greenhouse gas emissions caused by animal feed was calculated in the form of the life cycle, the effects of both not burning plant residues and reducing the use of chemical fertilizers were investigated on the amount of greenhouse gas emissions in dairy cattle breeding units. Methods: The required data were collected from the sample dairy cattle breeding unit, the Agricultural Jihad of Mazandaran Province, the FAO website, the NRC book, and some other information sources. The used model includes the ration cost minimization model and the greenhouse gas emission minimization model in the form of life cycle assessment. GAMS software was used to calculate the results. Results: The results indicate that to minimize the cost of providing ration, sugar beet pulp at an amount of 15.83 kg per day is replaced by materials such as corn silage, wheat bran, wheat straw, and barley constitute the most part, respectively, with values of 7.91, 7.91, and 7.72 kg per day. On the other hand, it is necessary to limit the consumption of corn, fish meal, and soybean meal in the diet. The emission of greenhouse gases in this case is about 41.19 kg eq CO2. The total cost is also equal to 396,480 Rials, which is reduced by 26% compared to the basic state. The results of determining the optimal ration aiming at reducing greenhouse gas emissions indicate that sugar beet pulp, corn silage, wheat bran, and wheat straw with values of 15. 67, 9.17, 7.84, and 7.84 kg per day, respectively, have the highest share in the scenario of a 5% increase in ration costs obtained in the previous method. In this situation, greenhouse gas emissions will decrease to a greater extent (around 7.7%) with a 5% increase in ration costs. If the cost of the total ration is increased by 25%, the emission of greenhouse gases will decrease by 25.68%. In this case, the largest portion of the ration will be sugar beet pulp, corn silage, and wheat bran with the values of 15.66, 15.71, and 6.37 kg per day, respectively. Overall, based on the results, materials such as corn silage, sugar beet pulp, and wheat bran have a higher share than the other materials by reducing greenhouse gas emissions in different cost scenarios. Soybean and cornmeal are also among the ingredients that are reduced in the diet to further reduce greenhouse gases. Based on the results obtained in all scenarios of cost increase, methane from rumen fermentation, energy consumption, manure management, and then soil management respectively have the most contribution to greenhouse gas emissions. Examining other scenarios of this research also indicates that not burning plant residues, which is now approved as a government policy, reduces the amount of greenhouse gas emissions caused by soil management and thus the total amount of greenhouse gas emissions by 0.61%. Conclusion: Based on the results of this research, the equivalent amount of CO2 emitted per kg of milk decreases by assuming more costs. Greenhouse gas emissions of about 1.21 and 1.003 kg eq of CO2 per kg of milk are obtained in the scenarios of a 5%-25% increase in costs. The results of this research have shown that to reduce greenhouse gas emissions in different cost scenarios, it is better for materials such as sugar beet pulp, corn silage, and wheat bran to have a higher share than the other materials. Increasing the share of these materials aims to reduce greenhouse gas emissions, which seems to be an effective step in reducing pollution by encouraging the consumption of these materials. The results of the trade-off between the cost of ration and the amount of greenhouse gas emissions in all the investigated scenarios indicate that the percentage of reductions in greenhouse gas emissions was higher than the percentage of increases in ration costs. In general, it can be concluded that the use of conventional models of ration determination, which are based on the minimization of ration cost, and not paying attention to the reduction of environmental consequences such as the emission of greenhouse gases, leads to the selection of unsuitable rations from the environmental point of view. According to the results of the research, it is possible to take appropriate measures, such as subsidizing the consumption of materials that emit less greenhouse gases, as well as charging a fine for consuming materials that increase greenhouse gas emissions and a fine for burning plant residues, to improve the environment. <div style="text-align: justify;"></div></div> اهداف محیط زیستی, برنامه‌ریزی ریاضی, چرخه حیات, کمینه‌سازی هزینه, گاوهای هلشتاین Cost Minimization, Environmental Goals, Holstein Cows, Life Cycle, Mathematical Planning 129 144 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1551-1&slc_lang=fa&sid=1 Zahra Rashid Sanchuli زهرا رشید سنچولی zahrarashid42@gmail.com 100319475328460023883 100319475328460023883 No Department of Agricultural Economics, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran گروه اقتصاد کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران Seyed-Ali Hosseini-Yekani سید علی حسینی یکانی hosseiniyekani@gmail.com 100319475328460023884 100319475328460023884 No Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), Muncheberg, Germany دکتری اقتصاد کشاورزی، مرکز تحقیقات کشاورزی لیپنیز (زلف)، مونچبرگ، آلمان Fatemeh Kashiri Kolaei فاطمه کشیری کلائی fkashiri03@gmail.com 100319475328460023885 100319475328460023885 Yes Department of Agricultural Economics, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran گروه اقتصاد کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران